Плотность эпоксидной смолы

 

Плотность эпоксидной смолы и её значение

Все мы наверняка помним детскую шутку в которой требовалось сравнить по весу килограмм металла и килограмм ваты. Безусловно, они были равны, хотя по занимаемому объему очень сильно отличаются. Причина здесь кроется в различной плотности — характеристике, показывающей массу той или иной единицы объема веществ.

Вполне логично, что данное свойство присуще, как твердым, так и жидким веществам. Для сложных по формуле — плотность является показателем содержания тех или иных компонентов, а порой и свидетелем качества.

 

 

Рассмотрим правильность данного суждения на примере очень популярного в быту и на производстве вещества под названием эпоксидная смола.

Плотность эпоксидной смолы. Формула и определение

Еще из курса физики известно, что плотность является мерой вещества, показывающей его массу в единице объема. Наиболее расходными единицами измерения здесь можно назвать: кг/куб. м, г/куб. см, т/куб. м и так далее.

На практике достаточно привести пример самого популярного вещества на Земле — воды. Ее плотность составляет 1000 кг/куб.м. Или один кубический метр этой жидкости весит одну тонну. Интересно, что один кубометр льда — замороженной этой же воды весит уже 900 кг, что позволяет ему плавать.

Однако, вернемся к эпоксидной смоле. Плотность ее высчитывается по формуле:

ρ=m/V,

где ρ — искомое значение, m — масса вещества, V— его объем.

Вполне логично, что плотность многокомпонентного вещества будет расти при увеличении процентного состояния каждого из его составляющих. Если, конечно те не легче воды.

Популярно о популярном

По широте применения эпоксидные смолы сегодня соперничают с самыми распространенными химическими веществами. Такими как:

• Кальцинированная сода;
• Едкий натрий;
• Жидкое стекло и другие.

 

 

Велико разнообразие видов эпоксидной смолы и внутри своего семейства. Так, по своему предназначению здесь можно выделить:

1. Наливные — для выравнивания бетона или в качестве единоличного «борца» за абсолютную горизонталь.
2. Низко вязкостные — для декоративного или защитного покрытия металла, дерева или камня. Очень часто дизайнеры отдают свое предпочтение данным эпоксидным смолам при производстве объемных полов.
3. Защитные — специальные составы для борьбы с атмосферным и химическим воздействием на изделия из бетона, металла или других материалов. Наряду с защитой данные рецепты положительно влияют на эстетическое восприятие покрытых смолой изделий.
4. Модифицированные — главное предназначение данной группы смол — быть в составе клеев, пропиткой для стеклотканей, проявлять себя при аварийных и ремонтных работах в качестве надежного и универсального связующего вещества.
5. Специальные — данная группа не велика, но каждый из нее способен решать такие по сложности задачи которые не поддаются ни одному из других промышленных и даже лабораторных соединений.

Все выше названные группы эпоксидных смол тем не менее имеют целый ряд одинаковых или очень сходных качеств и свойств, который можно назвать основными характеристиками:

• Прочность;
• Термостойкость;
• Водонепроницаемость;
• Клеящие свойства;
• Устойчивость к химическим реакциям.

 

 

Прочность эпоксидной смолы является одним из главных ее достоинств. Так, раствор с отвердителем, произведенный в точном соответствии с рецептурой, готов соперничать прочностью бетона.

Для наглядности, приведем таблицу несколько значений прочности на примере самой популярной марки ЭД-20

 

	Эпоксидная смола ЭД-20	Бетон	Полистирол	Конструкционная сталь
Прочность при растяжении, МПа	40-90	1,15-3,15	40	380-450
Прочность при изгибе, МПа	80-140	0	100	380-450
Прочность при сжатии, МПа	100-200	60	35-60	380-450

 

Способность противостоять высоким температурам — качество одинаково ценное, как в домашнем хозяйстве, так и на производстве. И пусть эпоксидной смоле далеко до статуса огнеупора — 200 градусов по шкале Цельсия — все равно не плохой результат.

Не пропускает смола в застывшем состоянии и воду. Именно на этом ее качестве основано приоритетное ее использование в качестве защиты железобетонных изделий, конструкций и малых форм из дерева и гипса.

Не только от влаги и неблагоприятных метеоусловий защищает эпоксидная смола. Ее уникальная формула позволяет быть вне опасности от большинства химически активных веществ и их растворов. Смола — диэлектрик и поэтому она нашла широкое применение в производстве изоляторов, а также в виде компаундов в электронной и радиотехнической промышленности.

Способность быть универсальным клеем — еще один шаг «эпоксидки» к статусу средства «хоть куда». Стекловолокно, пропитанное этим составом, позволяет строить легкие и прочные корпуса катеров и яхт, создавать элементы парковых аттракционов, деталей машин и оборудования.

В настоящее время ни одно мебельное производство не обходится без использования данного двухкомпонентного клея. Причем это относится, как к производству мебели из натурального дерева, так и из ДСП и МДФ, как из пластика, так и с элементами стекла.

 

 

Высокие эстетические качества, податливость при обработке и широта возможностей для дизайнеров — были в свое время подмечены ювелирами и ремесленниками. Наверное, в свойствах «эпоксидки» нужно искать истоки популярности бижутерии.

Широко применение эпоксидного клея и в моделировании, и при реставрационных работах. Редкий уголок домашнего мастера обходится без тюбика данной смолы и отвердителя к ней.

 

О важности концентрации

Уже с момента своего изобретения данное вещество предусматривалось как состоящее из двух компонентов — непосредственно смолы и отвердителя. Присутствие второго является чрезвычайно важной составляющей работоспособности композиции — речь идет именно о процентном содержании.

Отклонение пропорции — однозначно чревато крахом ожиданий положительного результата. Остановимся на этом поподробнее. Как уже было отмечено, семейство самих эпоксидных смол — достаточно велико. Не меньшим количеством можно назвать и круг ее предназначений. Для каждого из них химический состав основного вещества и количество отвердителя — строго регламентирован.

В противном случае можно получить плохо застывающую суспензию или чрезвычайно крепкий состав, не терпящий и малейших механических воздействий, как-то удар, изгиб, сжатие или растяжение.

Отметим, на сегодняшний день существует достаточно большая группа не только смол, но и самих отвердителей. Они отличаются и по цвету, и по физическому состоянии, и по способу вступления в реакцию. Применение того или иного — обязательно заложено в рецептуру или, правильнее сказать, в технологию получения конечного продукта.

В подтверждение данных слов приведем сводную таблицу наиболее широко применимых отвердителей.

Отвердитель	Внешний вид
Малеиновый ангидрид	Бесцветный или белый кристаллический порошок
Фталевый ангидрид	Чешуйки и порошок белого, бледно-желтого или бледно-розового цвета
Дициандиамид	Белый или светло-серый кристаллический порошок
Триэтаноламин	Прозрачная вязкая жидкость от желтого до коричневого оттенка
Метафенилендиамин (МФДА)	Бесцветные слабоокрашенные кристаллы
Гексаметилендиамин	Белый кристаллический порошок
Триэтилентетрамин	Прозрачная низковязкая жидкость, достаточно едкая, с резким запахом
Полиэтиленполиамин	Маслянистая жидкость от светло-желтого до темно-бурого

 

Все эти отвердители можно разбить не два типа — холодные и горячие. К первому относятся те, которым для становления требуется нормальная температура (как исключение, — подогрев до 60-80 градусов). Ко второй группе относятся те, которые требуют обязательного подогрева до 110-200 градусов.

 

 

Интересный факт

В природе практически не существует эпоксидной смолы в чистом виде. В очень ограниченных количествах она может быть в арсенале лабораторий. На практике ее применение не оправдано ни теоретически, ни практически ни тем более с финансовой точки зрения.

Если любой ее состав принять за 100, но в нем не менее 20-25 частей будет приходиться не добавки, которые обеспечивают соблюдения тех или иных качеств. Большую часть этих добавок составляют пластификаторы. Из наиболее популярных можно назвать:

• Дибутилфталат;
• Дифенилфталат;
• Окись стирола;
• Тиокол.

Данные вещества призваны усиливать, подчеркивать и активизировать такие качества смолы (или точнее сказать «раствор смолы»), как:

• Пластичность;
• Твердость;
• Сопротивляемость ультрафиолету;
• Противостояние истираемости.

Определенные пластификаторы отвечают за стойкость цвета раствора, придают блеск или наоборот — делают ее окрас матовым.

 

Маркировка и классификация

Буквенно-цифровое обозначение марок эпоксидной смолы достаточно сильно отличается от принятой за рубежом. В этой связи, прежде чем применить импортный образец советуем произвести корректировку по отношению к рекомендованной отечественной.

Наиболее большие группы российских эпоксидных смол маркируются, как «ЭД» и «Э». Первая обозначает — смола общетехнического назначения. Вторая — предназначена для лакокрасочного производства.

После букв (буквы) обычно идет одно- или двузначное число, которое говорит о процентном содержании в растворе эпоксидных групп.

Например, марка ЭД-20 означает, что перед нами эпоксидная смола общетехнического назначения, в которой эпоксидные группы присутствуют в количестве 20%+1-2%.

Отметим, что клеевые составы на основе эпоксидной смолы имеют свою специальную маркировку, впрочем, как и специальные и хлорсодержащие смолы.

Стандартная плотность «эпоксидки» составляет 1,16. Обычно производитель подобные данные предоставляет, привязав их к нормальной температуре +25градусов по Цельсию.

Как уже было сказано, данная плотность указывает, какова масса вещества в единице объема. Это может быть 1,16 кг в емкости объемом 1 литр (1 куб дециметр) или 1160 кг в емкости 1000л (1 куб. м).

Продолжая разговор о том, что влияет на плотность эпоксидной смолы, назовем еще одну составляющую, точнее их группу — это красители.

 

Классический цвет «эпоксидки» — от прозрачного до светло-желтого, однако этого может быть недостаточно, если речь идет о дизайнерских решениях наливных полов, декоративных перегородок, украшений и так далее.

Сообщество красителей, применяемых вместе с эпоксидной смолой можно разделить на следующие группы:

• Монохромные;
• Матовые;
• Флуоресцентные;
• Металлик;
• С блестками.

Первая группа считается консервативной и предусматривает сплошное окрашивание в определенные цвета. Впрочем, не редко используется эффект смешения нескольких оттенков, при котором состав получает сложный хаотический окрас. Здесь большую роль играет не только пигменты, но и сам инструмент для смешивания.

Матовые окрашиватели применяют для решения задачи «погасить» исходный блеск смолы, придать эффект приглушенности цветов или искусственно «состарить» декоративное покрытие.

Флуоресцентные краски дарят эффект свечения, позволяют менять восприятие в зависимости от типа света и его концентрации. (солнечный свет или искусственное освещение).

Краски группы «металлик» готовы подарить металлический блеск практически любому колеру — от белого до черного. Цвет выгоден повышенной отражаемостью ультрафиолета и присутствием эффекта «хамелеон» — менять оттенки в зависимости от освещенности.

Из наиболее современных красителей отметим те, что входят в группу «с блестками». Данные красители способны заставить раствор переливаться самыми различными оттенками. Выбор такой краски — это дело вкуса, но поддержание позитива в нем — определенно заложено.

 

Подробно разбирая состав одного из самых популярных веществ в строительстве и ремонте, мы обозначили круг веществ, так или иначе влияющих на плотность эпоксидной смолы.

Это: сама смола, отвердители, красители и пластификаторы. При этом далеко не факт, что все ингредиенты раствора обязательно будут повышать удельный вес. Если тот или иной наполнитель будет иметь плотность менее единицы — процесс может быть и обратным.

В конечном счете такая характеристика, как плотность эпоксидной смолы — остается достаточно важной. Это учитывается, как на производстве, так и при художественных работах, как при составлении эксклюзивных пропорций, так и при перевозке больших объемов.

Читайте так же: Эпоксидный клей,  чем приклеить стекло к стеклу.